年產(chǎn)60萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁

【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)60萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)。產(chǎn)品為Φ16～Φ36mm. 的熱軋帶肋鋼筋和圓鋼，主要鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金鋼，產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)成品規(guī)格選擇尺寸為。本設(shè)計(jì)采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機(jī)18架，其。中粗軋機(jī)6架，中軋機(jī)6架，精軋機(jī)6架，終軋最大軋制速度為13m/s。（15#）—圓（16#）—橢（17#）—圓（18#）。square－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse. 師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果?；?qū)W歷而使用過的材料?；蚣w，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。究所取得的研究成果。的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。了有效的改進(jìn)方案。的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。從這里走出，對(duì)我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的

　　

【正文】 產(chǎn)品性能檢驗(yàn)等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度、鋼組織與性 能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝過程的首要依據(jù)。為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給予保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 生產(chǎn)規(guī)模大小 由于車間生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。應(yīng)此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。 產(chǎn)品成本 成品是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動(dòng)力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會(huì)相應(yīng)提高。反之，則產(chǎn)品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其它因素有關(guān)的。 工人的勞動(dòng)條件 工藝過程中采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不 13 第 13 頁 造成環(huán)境污染。否則，應(yīng)采取妥善的防護(hù)措施。 生產(chǎn)工藝流程圖 生產(chǎn)工藝流程 見圖 。 軋制方案制定 由于本車間的設(shè)計(jì)產(chǎn)量較高，而產(chǎn)品規(guī)格又較小，所以采用全連軋生產(chǎn)。 圖 生產(chǎn)工藝流程圖 粗軋開坯 吊車上料 坯料 上料臺(tái)架 入爐加熱 出鋼 熱剪切頭 精軋 飛剪切頭 冷床冷卻 檢查 收集 卸車、過磅、入 庫 打捆、過磅、入 庫 切定尺 飛剪切倍尺 穿水冷卻 中軋 14 第 14 頁 生產(chǎn)工藝過程 坯料表面預(yù)處理 ⑴ 表面缺陷清理 連鑄坯表面存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，會(huì)在軋制過程延伸、擴(kuò)大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點(diǎn)，使材料強(qiáng)度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時(shí)的塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼清理和火焰清理的方法。清理表面常用的方法有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機(jī)床清理。根據(jù)港中 、缺陷的性質(zhì)與狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，而采取的清理方法也不同。一般碳素鋼及部分合金鋼的局部處理采用人工火焰清理；碳鋼和部分合金鋼的大面積剝皮采用機(jī)械火焰清理。各種清理方法中，費(fèi)用比較砂輪清理是風(fēng)鏟清理的 3 倍，二機(jī)床與火焰清理費(fèi)用是風(fēng)鏟清理的 1/2。 ⑵ 表面氧化鐵皮清除 氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。 清除表面氧化鐵皮的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩類。對(duì)連鑄坯，一般采用化學(xué)法清理。對(duì)金屬進(jìn)行酸洗或堿洗屬于化學(xué)法清除。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的方法。 坯料加熱 對(duì)于熱軋型鋼來說，軋前加熱的目的是提高鋼的塑性以降低剛在熱軋時(shí)的變形抗力，降低軋制壓力，是坯料內(nèi)外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以避免由于溫度應(yīng)力過大而造成的嚴(yán)重缺陷，改善坯料的組織狀態(tài)，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。 現(xiàn)代化棒、線材軋制速度很高，軋制中溫降很小，甚至還出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，所以棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設(shè)備，制定合適的加熱工藝制度對(duì)提高車間生產(chǎn)能力，改善產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。相反，加熱設(shè)備選擇不當(dāng)，加熱制度制定不妥，可能引起鋼的氧化、脫碳、 過熱、過燒等缺陷，給軋鋼生產(chǎn)帶來嚴(yán)重后果。因此根據(jù)本車間的產(chǎn)量大等原因，選擇步進(jìn)梁式加熱爐。 坯料加熱工序設(shè)計(jì)主要考慮：加熱速度、加熱時(shí)間、加熱溫度等方面。 ⑴ 加熱速度 鋼的加熱速度指在單位時(shí)間內(nèi)鋼的溫度的變化。加熱速度應(yīng)根據(jù)某溫度范圍內(nèi)金屬的塑性和導(dǎo)熱性來確定。一般坯料加熱可分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期是在低溫加熱時(shí)間。這個(gè)時(shí)期由于金屬導(dǎo)熱性和塑性較差，容易造成金屬內(nèi)外層溫差過大而導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑性和導(dǎo)熱性較差，此時(shí)要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低合金鋼在 低溫導(dǎo)熱性和塑性較 15 第 15 頁 好，就沒必要采取過低的速度。第二個(gè)時(shí)期是指高溫加熱時(shí)期即金屬加熱到700～ 800℃ 以后，這時(shí)金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。 ⑵ 加熱時(shí)間 加熱時(shí)間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時(shí)間。加熱時(shí)間長短不僅影響爐子產(chǎn)量，也影響鋼材質(zhì)量。所以合理確定加熱時(shí)間對(duì)實(shí)現(xiàn)正確加熱、提高爐子產(chǎn)量、保證加熱質(zhì)量和改善爐子的各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。 加熱時(shí)間與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。確定加熱時(shí)間除進(jìn)行理論計(jì)算外，還可根據(jù)生產(chǎn) 實(shí)踐進(jìn)行估算的方法。實(shí)際上運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)際資料是當(dāng)前設(shè)計(jì)中確定加熱時(shí)間常用的方法。 連續(xù)式加熱爐的加熱時(shí)間計(jì)算的估算公式： BK=T 1 式中 ， T —加熱時(shí)間，（ h）； B —鋼料厚度，（ cm）； K1— 考慮鋼的化學(xué)成分和其他因素影響的修正系數(shù)。 對(duì)于連續(xù)式加熱爐 K1 值可查表 。 表 各鋼種的影響修正系數(shù) K1 值 ⑶ 加熱溫度 鋼的加熱溫度是指在鋼加熱終了時(shí)出爐的表面溫度。鋼加熱的主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好。但是溫度過高又會(huì)產(chǎn)生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發(fā)生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個(gè) “上限 ”；另一方面，根據(jù)對(duì)金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時(shí)能保持在一定的溫度上，以期得到理想的內(nèi)部組織和性能，并保證軋制的順利進(jìn)行；所以加熱溫度又有一個(gè) “下限 ”。鋼的加熱溫度范圍主要是根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定的。根據(jù)合金相圖、塑性鋼 種 K1 值 低碳鋼 ～ 中碳鋼及低合金鋼 ～ 16 第 16 頁 涂及 再結(jié)晶圖即所謂 “三圖 ”定溫的原則確定加熱溫度。 根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定加熱溫度。一般低碳鋼溫度范圍較大，高碳鋼和低合金鋼溫度范圍較小，特別是低合金鋼，加熱溫度要嚴(yán)格控制。依上述原則，確定鋼坯的加熱溫度見表 。 表 計(jì)算產(chǎn)品（ 20MnSi）的時(shí)間和加熱溫度 牌號(hào) 坯料尺寸 (mm) 加熱時(shí)間 (h) 加熱溫度（ ℃ ） 20MnSi 15015010000 1050 鋼材的軋制 鋼的軋制是整個(gè)工藝過程的核心，從工藝設(shè)計(jì)角 度來說，它包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 ⑴ 變形規(guī)程 在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），完成由坯料到成品的變形過程謂之變形規(guī)程。變形規(guī)程的主要內(nèi)容時(shí)確定總的變形量和道次變形量。變形量的分配是個(gè)重要參數(shù)，它是選擇軋機(jī)設(shè)備、進(jìn)行工具設(shè)計(jì)（孔型設(shè)計(jì)、輥型設(shè)計(jì)）的重要依據(jù)，對(duì)軋機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。 確定變形量的大小和分配要進(jìn)行綜合的分析和比較。根據(jù)金屬的加工性能，電機(jī)能力、設(shè)備強(qiáng)度、咬入條件以及工具形狀等許多影響因素，一般都是在保證產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)械安全的前提下，盡可能的選用較大 變形量，以縮短軋制過程，提高軋機(jī)產(chǎn)量。 ⑵ 速度規(guī)程 選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。提高軋制速度時(shí)現(xiàn)代軋機(jī)提高生產(chǎn)率的主要途徑之一。 沿道次實(shí)現(xiàn)軋制速度的變化是一些軋機(jī)（如初軋機(jī)、連軋機(jī)）速度規(guī)程的主要內(nèi)容，這些軋機(jī)每道次速度的變化是通過傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)的速度變化而實(shí)現(xiàn)的，目前從技術(shù)上實(shí)現(xiàn) 軋機(jī)主傳動(dòng)調(diào)速有三種方法： 直流驅(qū)動(dòng) 、 串級(jí)調(diào)速 、差動(dòng)調(diào)速 。本 棒材軋機(jī)車間內(nèi)的軋機(jī)都采用直流單獨(dú)傳動(dòng)。 按連軋常數(shù)分配各道次速度，出口速度最大為 13m/s. ⑶ 溫度規(guī)程 溫度規(guī)程規(guī)定了軋制時(shí)的溫度區(qū) 間，及主要決定軋制時(shí)軋件的開軋溫度和 17 第 17 頁 終軋溫度。 一般確定鋼加工時(shí)的溫度規(guī)程要根據(jù)鋼種特性及其相圖來確定。通常在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，開軋溫根據(jù)鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據(jù)；而終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品的組織與性能，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與鋼種有關(guān)。 總起來看在確定溫度制度時(shí)要考慮下面幾點(diǎn)： ① 根據(jù)鋼的化學(xué)成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件； ② 在某溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時(shí)的能量消耗； ③ 考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損； ④ 獲得軋后成品有細(xì)小的晶粒， 使成品具有理想的組織和良好的機(jī)械性能； ⑤ 考慮在此溫度范圍加工，鋼的內(nèi)部組織情況，不允許鋼中碳化物成粗大的網(wǎng)狀分布，也不允許鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布； ⑥ 考慮到加工的溫度范圍對(duì)軋件頭部和尾部溫度差的影響，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在允許的公差范圍之內(nèi)。 ⑷ 軋制力 軋制力是確定軋制工藝參數(shù)之一，軋制力是決定軋制設(shè)備和動(dòng)力的原始數(shù)據(jù)，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行計(jì)算。確定軋制力的方法有計(jì)算法和實(shí)測法，這里采用計(jì)算法設(shè)計(jì)。 鋼材的冷卻與精整 精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過程中最后一個(gè)工序，它包括下述幾個(gè)內(nèi)容。 ⑴ 鋼材的冷卻 經(jīng)熱軋成形的鋼材，仍處在一個(gè)較高的溫度范圍，須經(jīng)冷卻使鋼材溫度降至常溫。由于鋼在熱軋后冷卻，在應(yīng)力作用下可能出現(xiàn)外部或內(nèi)部裂紋，就必須全部或部分地消除冷卻時(shí)鋼中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件軋后的余熱，進(jìn)行控制冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學(xué)性能，這就是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對(duì)產(chǎn)品最終性能有很重要的影響，因此冷卻制度的確定是控制產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 冷卻方法分為自然冷卻和控制冷卻。 自然冷卻是指軋后的鋼材在冷床上自然冷卻。凡是在空氣中冷卻不會(huì)產(chǎn)生裂紋 ，對(duì)鋼材的組織及性能又無特殊要求時(shí)，都可采用這種冷卻方式。 控制冷卻是指軋后的軋件冷卻過程進(jìn)行有目的人為控制，以達(dá)到預(yù)期的產(chǎn) 18 第 18 頁 品內(nèi)部組織和力學(xué)性能。通常是利用軋件軋后的余熱在線處理，用一定的方式控制其冷卻速度來實(shí)現(xiàn)的。 目前，對(duì)于鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，為提高其力學(xué)性能，常使用淬火＋自回火工藝。經(jīng)淬水控制冷卻的鋼筋其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有較大幅度的提高。 ⑵ 鋼材的切斷 將鋼材切斷成定尺長度，其目的是便于鋼材的運(yùn)輸和用戶的使用。切斷可用鋸機(jī)或剪切機(jī)來完成，時(shí)軋件的斷面形狀而定。 ⑶ 其它精整工序 除上述各工序外 ，精整內(nèi)容還包括成品的熱處理、表面精加工和各種涂層及成品檢驗(yàn)等，主要視產(chǎn)品的技術(shù)要求而定。成品的質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容包括化學(xué)成分分析、機(jī)械性能檢驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、低倍組織及顯微組織等。 19 第 19 頁 孔型系統(tǒng)選擇 孔型系統(tǒng)的選擇與軋機(jī)的布置和軋件的斷面大小關(guān)系密切，對(duì)本設(shè)計(jì)來說，參照新疆八一鋼廠的型鋼生產(chǎn)線的孔型系統(tǒng)，選用孔型為：扁箱（ 1） —方箱（ 2） —橢（ 3） —圓（ 4） —橢（ 5） —圓（ 6） —橢（ 7） —圓（ 8） —橢（ 9） —圓（ 10） —橢（ 11） —圓（ 12） —橢 （ 13） —圓（ 14） —橢（ 15）—圓（ 16） —橢（ 17） —圓（ 18）。 原料為 150mm150mm 的方坯，斷面尺寸比較大，為了去除來料表面之氧化鐵皮及減少刻槽深度，采用一對(duì)箱形孔型，箱形孔型之后，為了使軋制變形均勻，采用橢圓－圓孔型系統(tǒng)。此孔型系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）變形均勻，軋前軋后軋件斷面形狀能平滑地過渡，可防止產(chǎn)生局部應(yīng)力。 （ 2）由于軋件沒有明顯的棱角，冷卻比較均勻，軋制中有利去除軋件表面的氧化鐵皮。 （ 3）在某些情況下，可由延伸孔型軋出成品圓鋼，因而減少軋輥的數(shù)量和換輥的次數(shù)。